變電站二次系統(tǒng)交流串入直流回路對繼電器的影響試驗(yàn)研究

高利孝

（神華陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西榆林 719000）

變電站二次系統(tǒng)交流串入直流回路對繼電器的影響試驗(yàn)研究

高利孝

（神華陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西榆林 719000）

眾所周知，直、交流混電會對變電站產(chǎn)生非常不利的影響，不僅可能導(dǎo)致變電站內(nèi)多元件跳閘、高負(fù)荷損失，更會破壞電網(wǎng)，且因?yàn)榉婪峨y度非常的大，現(xiàn)階段已經(jīng)被人們定義為變電站內(nèi)的重大風(fēng)險(xiǎn)。本文從控制電纜的分布電容和測試出發(fā)討論，分析了交流串入直流電源系統(tǒng)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)，并對相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了討論，希望能為相關(guān)者提供幫助。

變電站 二次系統(tǒng) 交流串入 直流回路 繼電器

1　控制電纜的分布電容以及電容的測試方法

在變電站中，鎧裝屏蔽電纜是用來落實(shí)電纜控制的最常采用的電纜。由平行板電容可知電容的大小與介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，正比于相對面積S，反比于空間距離d。又因?yàn)镾與電纜長度L成正比，因此，當(dāng)電纜長度L增大到一定數(shù)值時(shí)，原本被忽略的屏蔽層分布電容C就會變大，繼而無法再被忽略。在電纜芯線以及電纜屏蔽層之間加交流電源，所以可以利用相關(guān)儀器測量的U、I落實(shí)電纜芯線對屏蔽層的等效電容測定。利用實(shí)驗(yàn)，我們對1000m控制電纜的電容量進(jìn)行了測量，實(shí)驗(yàn)證明電纜的芯線對屏蔽層的等效電纜約為0.28uF，測試結(jié)果詳見表1。

2　交流串入直流電源系統(tǒng)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析

2.1實(shí)驗(yàn)接線

將直流電源串入變電站交流的電源系統(tǒng)包括三種形式：（1），將交流電串入直流電源正極；（2）將交流電串入直流電源負(fù)極；（3）將交流電串入繼電器啟動(dòng)端。

2.2實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析

（1）在直流電源正極和交流火線之間加空開，閉合空開，交、直流系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)混接。選擇DC220V的直流電源，以10V為調(diào)動(dòng)幅度上調(diào)交流電源，使之從AC220穩(wěn)步上升。在試驗(yàn)過程中，交流電源不斷的上升，當(dāng)達(dá)到電壓240V的時(shí)候，繼電器就會發(fā)出警報(bào)。此時(shí)接點(diǎn)無法閉合，繼續(xù)上調(diào)交流電源，使之達(dá)到270V，此時(shí)，繼電器兩端的電壓顯示已經(jīng)到達(dá)190V，這時(shí)候繼電器輸出接點(diǎn)閉合，實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。

表1　1000m控制電纜的電容量測試

表2　交流電源串入220V直流正電源的實(shí)驗(yàn)記錄表

（2）在直流電源負(fù)極與交流火線之間加空開，待空開閉合，就可以實(shí)現(xiàn)直、交流系統(tǒng)的混接。此時(shí)的直流電源為DC220V，而交流電源應(yīng)從AC220V開始，以10V為調(diào)動(dòng)幅度上調(diào)，使之從AC220穩(wěn)步上升。交流電源不斷的上升，當(dāng)達(dá)到電壓240V的時(shí)候，繼電器就會發(fā)出警報(bào)。此時(shí)接點(diǎn)無法閉合，繼續(xù)上調(diào)交流電源，使之達(dá)到270V，此時(shí)，繼電器兩端的電壓顯示已經(jīng)到達(dá)195V，這時(shí)候繼電器輸出接點(diǎn)閉合，實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)見表3。

（3）在直流電源負(fù)極與交流火線之間加空開，當(dāng)空開閉合之后，就可以實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)的混接，選用DC110V的直流電源，并使電源從220V開始以10V增長步調(diào)不斷的上升。保證交流電源280V不變，此時(shí)，繼電器兩端的電壓顯示已經(jīng)到達(dá)76V，繼電器的輸出接點(diǎn)無法閉合。

（4）在繼電器啟動(dòng)端與交流火線之間加空開，當(dāng)空開閉合之后，就可以實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)的混接。選用DC220V的直流電源，從220V開始，以10V增長步調(diào)上調(diào)交流電源，當(dāng)電源達(dá)到80V，當(dāng)繼電器兩端的電壓顯示到達(dá)190V的時(shí)候，繼電器的輸出接點(diǎn)會出現(xiàn)短時(shí)間的閉合。

（5）在繼電器啟動(dòng)端與交流火線之間加空開，當(dāng)空開閉合之后，就可以實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)的混接。選用DC110V的直流電源，從0V開始，以每次增加10V的頻率增加交流電源，當(dāng)電壓表顯示達(dá)60V的時(shí)候，繼電器兩端的電壓可達(dá)105V，在這種情況下，繼電器的輸出接點(diǎn)會出現(xiàn)非常短暫的閉合現(xiàn)象。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)證明了ZR.KVVP4×4mm2所控制的電纜，分布電容為28nF/100m；本實(shí)驗(yàn)具備局限性。在實(shí)際情況下，變電站電纜的真實(shí)情況要比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的這種情況復(fù)雜的多，因此在出現(xiàn)多根跳閘電纜并聯(lián)的情況時(shí)，必須以并聯(lián)跳閘電纜的總長度為準(zhǔn)，考慮分布電容值；直流電源正、負(fù)極中串入AC220V交流電壓時(shí)斷路器操作箱跳閘繼電器不會誤動(dòng)作，因此此時(shí)無需考慮斷路器操作箱跳閘繼電器的防誤動(dòng)措施；當(dāng)交流電源串入直流負(fù)極的時(shí)候，會對跳閘繼電器產(chǎn)生非常大的影響；當(dāng)交流電源串入直流系統(tǒng)的正極和負(fù)極時(shí)，與DC220V系統(tǒng)的抗誤動(dòng)能力相比，直流DC110V系統(tǒng)更具優(yōu)勢；當(dāng)AC220V交流電壓串入跳閘繼電器啟動(dòng)端后，斷路器操作箱跳閘繼電器必定動(dòng)作，此時(shí)需要采取有效措施防止跳閘繼電器啟動(dòng)端出現(xiàn)誤碰現(xiàn)象。

4　結(jié)語

本文分析了變電站二次系統(tǒng)交流串入直流回路對繼電器的影響，并羅列了相關(guān)的數(shù)據(jù)，希望能夠幫助相關(guān)者合理解決變電站二次系統(tǒng)交流串入直流回路的相關(guān)問題。

［1］馬迎新，田建光，徐忱.變電站二次系統(tǒng)交流串入直流回路對繼電器的影響試驗(yàn)研究［J］.電工文摘，2012（12）.

［2］周徐達(dá)，俞大明，陸建忠.變電站直流系統(tǒng)交流侵入問題的分析與對策［J］.供用電，2010（8）.